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目 录 1

1 计算机控制系统概述 1

1.1计算机控制系统基本概念 1

1.2计算机控制系统的组成 3

1.3计算机控制系统的基本类型 4

2 过程通道 11

2.1概述 11

2.2 PC机总线简介 11

2.3通道地址译码技术 21

2.4数字量／开关量输入输出通道 28

2.5数／模（D/A）转换技术 37

2.6模／数（A/D）转换技术 44

3 计算机控制系统的理论基础 51

3.1信息变换原理 51

3.2线性常系数差分方程 61

3.3 Z变换 64

3.4用Z变换求解差分方程 75

3.5脉冲传递函数 77

3.6用脉冲传递函数求解离散系统过渡过程 82

3.7线性离散控制系统稳定性分析 84

3.8线性离散控制系统的稳态误差 88

4 数字控制系统的模拟化设计方法 90

4.1概述 90

4.2模拟量校正装置的离散化方法 91

4.3数字PID控制算法 95

4.4 Smith预估控制方法 109

4.5串级控制 112

4.6典型的前馈控制 115

5 直接数字控制方法 119

5.1直接数字控制系统的脉冲传递函数 119

5.2最小拍计算机控制系统的设计 120

5.3最小拍无纹波计算机控制系统的设计 127

5.4大林（Dahlin）算法 134

5.5数字控制器D（z）的实现方法 139

6 基于状态空间模型的极点配置设计方法 144

6.1状态变量反馈和极点配置的基本概念 144

6.2离散状态方程的建立与可控可观性 147

6.3全部状态可观测时按极点配置设计系统 154

6.4按极点配置设计观测器 158

6.5控制器的设计 162

6.6随动系统的设计 163

7.1递阶和分布式计算机控制系统的层次结构 165

7 递阶和分布式计算机控制系统 165

7.2现场总线及其现场总线控制系统 167

7.3常用工业现场总线技术 172

7.4计算机通信基础知识 175

7.5控制局域网络——CAN总线 180

7.6设备网——DeviceNet 186

7.7 CAN总线在楼宇自动化中的作用 188

8.1干扰的形成及分类 198

8 可靠性技术及应用软件设计 198

8.2硬件抗干扰技术 199

8.3硬件冗余技术 202

8.4软件抗干扰技术 203

8.5故障自动恢复处理技术 208

8.6软件陷阱技术 209

8.7故障自诊断技术 209

8.8嵌入式微机实时操作系统的设计 212

8.9 IPC与组态软件 216

9 计算机控制系统设计 219

9.1计算机控制系统设计的要求与特点 219

9.2计算机控制系统设计的一般步骤 222

9.3设计实例之一：电阻炉温度控制系统 224

9.4设计实例之二：以RS-485为基础的选矿厂监控系统 238

附录习题与答案 255

参考文献 273

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